TWI646318B - Torque measuring device - Google Patents

Abstract

一種扭矩測量裝置包括：一殼體，其有一組裝空間；一主軸，其可轉動地配置在殼體的組裝空間中；一被動桿，其配置在殼體的組裝空間，該被動桿能接收主軸相對殼體轉動的一扭矩或作用力；以及二滾動件，共同配置在殼體的組裝空間中，這些滾動件限制被動桿不得與主軸同向旋轉。該主軸有一受力部，該受力部露出殼體而可拆卸的結合一扭矩工具，測量扭矩工具正向或反向旋轉的扭矩值。

Description

扭矩測量裝置

本發明涉及工具的檢測領域，特別是指一種工具用來測量扭矩或作用力的裝置。

美國第5,911,154號專利案揭露一種測量裝置，其有一中空的殼體(Casing)，在殼體內部配置一主軸(Actuating)、一主動桿(Flexible Main Rod)、二輔助桿(Flexible Auxiliary Rods)、三滑座(Sliding Blocks)、三彈性件(Spring Members)與一扭矩計(Torque Meter)，用來檢測一扭矩扳手(Torque Wrench)的扭矩或作用力。

從結構方面切入，該主軸樞接於殼體的壁面，支持二受力部(Polygonal End Blocks)伸出殼體的外面。每個受力部是多邊形柱體，其與主軸設計為一體，可拆卸地結合於扭矩扳手的操作部。這些輔助桿在主動桿的兩旁，相互併排在一起。每根主動桿(或輔助桿)的一端插入主軸，另端通過一牢固在殼體內面的彈簧座(Respective Spring Holders)與相應的滑座。每個滑座牢固在殼體的內側，並樞接一滾動件(Respective Roller)。每個彈性件組裝在相應的彈簧座，能推動主動桿(或輔助桿)抵觸滾動件的圓周面，維持靜止不動狀態。該扭矩計架設在殼體外部，其有一通過殼體並接觸主動桿表面的探針(Probe)。

在測量扭矩方面，該扭矩扳手相對殼體轉動，對二受力部之一施予扭矩，驅使主軸連帶主動桿(或輔助桿)同向旋轉。在滾動件的阻 擋下，該主動桿(或輔助桿)是不擺動的，同時抗衡主軸的扭矩，致使主動桿(或輔助桿)變形產生一定的位移量(X，Distance)。該位移量被探針檢測，通過扭矩計的機械結構轉換為一刻度指示模式，有利於一使用者觀察得知扭矩(或作用力)具體的測量值。

但是，兩個受力部是必須的。因為每個受力部只能檢測扭矩扳手單向的扭矩。倘若，該扭矩扳手反向轉動，主動桿(或輔助桿)被主軸帶動而下壓彈性件，從而遠離探針。在探針不再接觸主動桿的條件下，該扭矩計當然不可能檢測到扭矩扳手相關的數據。

臺灣公告第538859號與美國第6,772,645號等專利案揭露一款簡易型扭力測試裝置。這款簡易型扭力測試裝置與前述的'154號專利案差異處在於：捨棄輔助桿的併排結構，減少多餘的零(部)件數量，降低製作的成本。

所述的簡易型扭力測試裝置，仍舊保留彈性件推動主動桿抵觸滾動件的構造，故兩個受力部依然是'645號專利案必備的測量零(部)件。故單一受力部，是無法測量扭矩扳手正向或反向的扭矩值。

另外，臺灣第I341235號和中國第201340319號等專利案披露一種電子式扭力測試儀器，針對前述的第538859號專利案進行改良。可惜的是，該扭力測試儀器改良的重心在於：機械式扭矩計更換為一電子儀器，用來測量扭矩扳手的扭矩值。

然而，該扭力測試儀器延用彈性件推動主動桿抵觸滾動件的構造，只能檢測扭矩扳手單向的扭矩，仍舊存在無法測量反向旋轉扭矩的弊端。

因此，如何改善扭矩測量裝置的構造，就成為本發明亟待解決的課題。

鑒於此，本發明提供新的扭矩測量裝置，其主要目的在於：採用被動桿不得與主軸同向(或同步)旋轉的構造，有利於扭矩工具正向或反向旋轉的扭矩值測量。

緣於上述目的之達成，本發明的扭矩測量裝置係包括：一殼體，其有一組裝空間；一主軸，其可轉動地配置在殼體的組裝空間中；一被動桿，其配置在殼體的組裝空間，該被動桿能接收主軸相對殼體轉動的一扭矩或作用力；以及二滾動件，共同配置在殼體的組裝空間中，這些滾動件限制被動桿不得與主軸同向旋轉。

所述的扭矩測量裝置還包括：一支架，其配置在殼體的組裝空間中；二副軸，這些副軸牢固在支架且彼此相隔一定的距離，每根副軸通過相應的滾動件。其中，所述的滾動件可以是軸承、滾輪與圓筒其中之一。

特別是，該主軸有一露出殼體的受力部，該受力部可拆卸的結合於扭矩工具，足以測量正向或反向旋轉的扭矩值。

為使本發明之上述目的、構造、特徵和優點，更加淺顯易懂，茲舉一個或以上較佳的實施例，配合所附的圖式詳細說明如下。

10‧‧‧扭矩測量裝置

11‧‧‧緊固件

12‧‧‧扭矩工具

13‧‧‧殼體

14‧‧‧操作部

15‧‧‧組裝空間

16‧‧‧套筒

18‧‧‧支撐面

20‧‧‧顯示單元

21‧‧‧顯示幕

22‧‧‧按鍵

23‧‧‧旋鈕

24‧‧‧開關

25‧‧‧電線

26‧‧‧傳輸線

27‧‧‧感測件

30‧‧‧測量單元

31‧‧‧主軸

31A‧‧‧順時鐘方向

31B‧‧‧逆時鐘方向

32‧‧‧受力部

33‧‧‧軸承

34‧‧‧穿孔

35‧‧‧被動桿

35A、35B‧‧‧變形量

40‧‧‧限制單元

41‧‧‧支架

42‧‧‧側板

43、44‧‧‧副軸

45、46‧‧‧滾動件

第1圖是本發明扭矩測量裝置一較佳實施例的使用狀態圖。

第2圖是扭矩測量裝置的組合剖視圖。

第3圖是沿第2圖A-A線切開的結構示意圖。

如第1~3圖所示，繪製一扭矩測量裝置10較佳實施例的具體構造。圖中，該扭矩測量裝置10有一殼體13，透過一組緊固件11牢固在一宛如工作臺的支撐面18上。

此處所稱的緊固件11，是指可以拆卸的螺絲、螺栓或螺帽之一。當然，不易卸除的鉚釘亦能充當緊固件11實施在殼體13上。

從外表來看，一顯示單元20配置在殼體13，界定一測量單元30局部露出殼體13處為受力部32。

所述的顯示單元20電性連接一顯示幕21、一組控制鈕與一供應所需電力的電線25。所述的控制鈕包括：按鍵22、旋鈕23、開關24等，用來操作公制或英制規格的切換、供應電力與否以及其他的電子電路功能選項。

該測量單元30是由一主軸31和一被動桿35組成。所述的受力部32是主軸31局部的結構，二者設計為一體，可拆卸地結合一扭矩工具12(如扭矩扳手)的操作部14。一外力施予扭矩工具12，驅動受力部32沿著順時鐘方向31A或逆時鐘方向31B(見第1或3圖)之一轉動。

在本實施例，該操作部14是多邊(或多角)孔，用來套在形狀大致相同的受力部32外。某些實施例中，該操作部14是多邊(或多角)柱，透過一套筒16使多邊柱與受力部32結合在一起。

在內部結構方面，該殼體13是中空的，界定為一組裝空間15，能夠配置前述的主軸31、被動桿35、一感測件27與一限制單元40。其中，該主軸31被一組配置在殼體13的軸承33支持，可在殼體13的組裝空間15為正向或反向轉動。

此處所稱的感測件27，通常是指測量軸向、彎曲的應變規 (Strain Gauge)。該應變規粘著或依附在被動桿35表面，透過一傳輸線26與前述的顯示單元20電性相連。

該被動桿35一端插入一形成於主軸31的穿孔34，另端連接限制單元40，使被動桿35在殼體13的組裝空間15保持靜止不動狀態。換句話說，該被動桿35能接收主軸31相對殼體13轉動的一扭矩或作用力，該限制單元40限制被動桿35不得與主軸31同向旋轉。

具體而言，該限制單元40由一支架41、二副軸43、44與二滾動件45、46組成。該支架41螺鎖或銲接於殼體13內側，其有至少一面側板42。這些副軸43、44牢固在側板42，彼此相隔一定的距離。每個滾動件45、46被相應的副軸43、44通過，限制被動桿35不得與主軸31同向旋轉。圖中，該被動桿35接觸二滾動件45、46的外圓周面，無法沿著順時鐘方向31A或逆時鐘方向31B(見第1或3圖)擺動或轉動。

在本實施例，該滾動件45、46是指滾輪。某些實施例中，該滾動件45、46可以是軸承與圓筒之一。

在測量方面，無論該主軸31沿著順時鐘方向31A或逆時鐘方向31B(見第1或3圖)轉動，該被動桿35受限於滾動件45、46不能同向旋轉，卻會產生一定的變形量35A或35B。

當感測件27量測到變形量35A或35B，該傳輸線26輸出一電壓或電流方式的訊號至前述的顯示單元20。該顯示單元20經過電子電路的轉換功能，會在顯示幕21出現數字般數據，有利於使用者判讀扭矩工具12的扭矩值。

Claims (6)

1. 一種扭矩測量裝置，包括：一殼體(13)，其有一組裝空間(15)；一主軸(31)，其可轉動地配置在殼體(13)的組裝空間(15)中；一被動桿(35)，其配置在殼體(13)的組裝空間(15)，該被動桿(35)能接收主軸(31)相對殼體(13)轉動的一扭矩或作用力；二滾動件(45、46)，共同配置在殼體(13)的組裝空間(15)中，這些滾動件(45、46)限制被動桿(35)不得與主軸(31)同向旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述的扭矩測量裝置，還包括：一支架(41)，其配置在殼體(13)的組裝空間(15)中；二副軸(43、44)，這些副軸(43、44)牢固在支架(41)且彼此相隔一定的距離，每根副軸(43、44)通過相應的滾動件(45、46)。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的扭矩測量裝置，其中，該滾動件(45、46)可以是軸承、滾輪與圓筒其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述的扭矩測量裝置，其中，該主軸(31)有一露出殼體(13)的受力部(32)。
5. 如申請專利範圍第1項所述的扭矩測量裝置，還包括：一配置在殼體(13)的顯示單元(20)，該顯示單元(20)電性連接一感測件(27)，該感測件(27)連接於被動桿(35)的表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述的扭矩測量裝置，其中，該感測件(27)可以是應變規。